X 线摄影条件

1. X线摄影条件 于兹喜

2. 第二章 X线摄影技术 • 第一节 X线摄影条件 • 优质X线照片影像的获得，与X线摄影条件（exposure factor）的大小密切相关。因而在制定合理的X线摄影条件时，既要考虑被检体的组织和病变的特点，还要选择恰当的X线质、X线量等参数，才能获得具有最大量诊断信息的X线照片影像。

3. 一、摄影条件计算方法及其应用 • X线摄影效果，一般是指X线通过被检体后使感光系统（屏-片组合）感光的效果。具体地讲，是原发X线通过人体部位有不同程度吸收的剩余射线(rest radiation)，使胶片感光，其感光量记作E，可用下式表示： • 其中V代表管电压，i代表管电流，t代表摄影时间，S代表增感屏的增减率，f代表X线胶片的感光度，z代表靶物质的原子序数，Z代表被检体的有效原子序数，ρ代表被检体的密度，r代表摄影距离，d代表被检部位的厚度，μ代表被检身体部位组织的X线吸收系数，n代表管电压的指数，K代表常数。

4. （一）管电压与管电流 • 在X线摄影中管电压(tube voltage)代表着X线的穿透能力。管电压是影响照片密度值、对比度、层次及信息量多少的重要因素，再加上感光量与管电压的n次方成正比，管电压在摄影中非常重要。管电压越高，其产生X线穿透力越强，产生照片影像的层次越丰富，照片影像上的组织结构信息量也越多，所需要的管电流(tube ampere)和曝光时间(exposure time)减少，减少运动模糊（movement unsharpness），但照片影像对比度却降低了；反之，若管电压降低，其效果相反。

6. n值随着管电压升高而下降，n值变化范围是2～6，不用增感屏时，n值在2以下。其他因素固定的情况下，管电压和管电流量的关系，可用下式来表示：n值随着管电压升高而下降，n值变化范围是2～6，不用增感屏时，n值在2以下。其他因素固定的情况下，管电压和管电流量的关系，可用下式来表示： • E=K•Vn•Q=K•Vn•mAs • 式中Q代表管电流量，mA代表管电流，s代表时间。

8. （二） 摄影距离 • 焦点至胶片的距离，简称为焦-片距（focus-film distance；FFD）。在感光量计算公式中FFD就是r。在摄影的有效范围内，胶片上得到的感光量与FFD平方成反比。 • 摄影距离r和管电流量Q之间的关系，可用下式来表示： • 式中的Q1代表原管电流量mAs，r1代表原来的FFD，Q2代表新管电流量mAs，r2代表新FFD。

10. （三）屏-片组合 • X线摄影时，绝大多数情况是应用屏-片组合进行的。其组合情况影响获得照片影像的密度、对比度、清晰度及信息量的多少。更换屏-片组合时，特别是更换增感屏时，要充分注意增感屏的性能，尤其是增感屏的增感率（intensifying factor）， 增感率常用S来表示，其定义为：在照片上获得密度值为1.0，不用增感屏和应用增感屏时的X线量之比。

11. 式中的R0表示不使用增感屏时所需的X线量，Rm表示使用增感屏时所需的的X线量。式中的R0表示不使用增感屏时所需的X线量，Rm表示使用增感屏时所需的的X线量。 若用S1的增感屏所需的管电流量为Q1，那么用S2的增感屏所需的管电流量Q2可用下式求出：

12. 在实际临床应用中，常用相对感度(relative sensitivity)，其意义是把增感率为40的CaWO4中速增感屏，在某管电压下其增感率为100，其它增感屏的增感率都用与它相比，此比率称为相对感度。如稀土(rare earth)类GdO2s：Tb屏是中速CaWO4屏的4.5倍，常称其相对感度为450。鉴于近几年来屏-片技术的发展，最近国际放射界把原来相对感度为200的屏-片组合的感度作为感度基准，即相对感度基准提高了。

13. 在实际临床应用中，常用相对感度(relative sensitivity)，其意义是把增感率为40的CaWO4中速增感屏，在某管电压下其增感率为100，其它增感屏的增感率都用与它相比，此比率称为相对感度。如稀土(rare earth)类GdO2s：Tb屏是中速CaWO4屏的4.5倍，常称其相对感度为450。鉴于近几年来屏-片技术的发展，最近国际放射界把原来相对感度为200的屏-片组合的感度作为感度基准，即相对感度基准提高了。

14. 式中It和It′分别代表应用和不应用滤线栅时 ，使照片上获得同一密度值的曝光量。同一性能的滤线栅的B值越小越好。B值在2～6之间。滤线栅性能还有很多参量，其中栅比R在实际临床摄影中应该注意。常见的R值有：5：1、6：1、8：1、12：1、16：1、34：1等多种。

15. 2.照射野 通过X线管窗口的X线束(X-ray bean)入射于被照体的曝光面的大小称为照射野（radiation field），照射野的大小，与X线照片的对比度、影像密度都有很重要的关系。 • 被照体是一个散射体，被照体的厚度越大，照射野越大，则被检体产生的散射线就越多。随着X线管电压的增高，这个现象就更加明显。

16. 据研究照射野在100cm2～200cm2以上时，散射线(scattered radiation)含有率急剧增加。照射野在600cm2～700cm2时，散射线含有率趋于饱和。X线摄影时，应将X线的照射野的大小减少到能包含被照部位最小程度，以起到对患者和工作人员的辐射防护(radiation protection)作用及提高照片的清晰度。在一般情况下，采用的X线束照射野都比选择使用的X线胶片稍小，以使胶片周围不接受X线，达到提高照片质量的目的。

17. 散射线 照射野和胶片大小相同 照射野大于胶片

18. 二、摄影条件表 • X线摄影条件的制定，除了摄影条件基本因素外，还要考虑人体被检部位构成，被检部位器官运动状况、病理、年龄、胖瘦等因素。制定摄影条件的方法大体可归纳为四类。 • （一）变动管电压法 • 变动管电压法是把摄影条件中各种因素作为常数，再根据被检肢体厚度而选用不同的管电压的一种摄影方法。美国从事X线工作者Jermen在1926～1927年介绍了这种摄影方法，之后开始广泛付诸应用，因而也称之为美国法。

19. V=2d+c • 式中V为管电压（kV），d为被照体厚度（cm），c为常数。 • 常数c可通过实验求出。例如：管电流是100mA，摄影距离为100cm 时，四肢骨骼常数c=30，腰椎骨骼常数c=26，头颅骨骼常数c=24。这个方法的特点是，被检体厚度增减1cm，管电压就增减2kV。一般都采用2来计算，当被检部位体厚离标准体厚太大，或管电压超出70kV～80kV范围，就会有一定偏差，为此也有将系数修正为3或4的。

20. （二）固定管电压法 • 在X线摄影中将管电压固定，采用管电流量作为影像密度的补偿，管电流量随着被检体的密度和厚度变化而增减，称之为固定管电压法。固定管电压法1955年由Funchs创造，并付诸临床运用，上世纪七十年代，许多国家的X线工作者多采用这种方法。这种方法所使用的管电压比变动管电压法中所对应的被检部位一般要高10kV～20kV，而所用的mAs却成倍的降低。固定kV来推算mAs，较固定mAs来推算kV容易和准确，因为kV变化时其曝光量是按指数变化的。固定kV时，被检体的体厚每增减1cm(胸部1.5cm)， mAs按25%增减。

21. （三）X线摄影条件规范化 • 不论是“变动管电压法”还是“固定管电压法”都未解决如何恰当地选择处理与感光效应有关的各因素（kV、mAs、感光材料、胶片处理条件、滤线栅、增感屏、电源整流方式、体厚等）的平衡关系问题。平衡诸摄影条件因素的方法首先由西门子公司的F.Claalen研究的，故称西门子条件表，又称对数率法或点数法。

22. 1.X线摄影条件规范化的内容 摄影条件规范化是指平衡X线摄影各因素，使其在X线照片上得到恰到好处的密度值从而获得最大信息量的方法。它的内容主要为：将影响曝光量的三大因素管电压kV、管电流mAs、焦片距r变换成相对应的对数率点数。将产生的摄影效果的X线曝光量E记作： • 式中K为常数，n为随管电压而变化的指数。一般认为n在2～6之间变化。

23. 对上式两边同时取常用对数得： • lgE = lgK+nlgV+lgmAs-2lgr • 从上式可知，曝光量的对数值是摄影三大因素的对数值之和。lgK为不同X线系统的曝光条件的修正系数对数值。通过上式将复杂的乘、除、指数运算简化为加减法运算。为使计算的对数点数为整数，特作如下规定：①将10mA作为管电流的对数值零点，即： • LmA = 10lgmA/10 = 10(lgmA-1)

24. ②将0.1s作为曝光时间的对数值零点，其曝光时间S的对数点数Ls为S对数值的10倍，即：②将0.1s作为曝光时间的对数值零点，其曝光时间S的对数点数Ls为S对数值的10倍，即： • Ls = 10lg10S = 10(lgS+1) • 管电流量mAs的对数点数LmAs为： • LmAs = LmA+Ls = 10lgmAs • ③将100cm作为焦-片距r的对数零点，某焦-片距r的对数点数Lr为r2对数值的10倍，即： • Lr = 10lg(r/100)2 = 20(lgr - 2)

25. ④由于Vn中的n值随V值的变化而变化，因此规定管电压为40kV的对数值为零点，即：④由于Vn中的n值随V值的变化而变化，因此规定管电压为40kV的对数值为零点，即： • LV=ρ(lgV-1.62)+2 • 由总上所述，曝光量总点数L为各因素点数之和： • L=LK+LV+LmA+Ls-Lr • 通过这个公式可计算出L值，L值随X线摄影系统的不同而变化，曝光量点数越多，其曝光量越大；曝光量点数越少，其曝光量越小。每增1个点，相当于增加25%的mAs值，每增加3个点，相当于增加1倍的mAs值。

26. 2.X线摄影条件的修正点数 在X线摄影中，曝光条件并非一成不变的，它需要依据被检者的身体状况、年龄、被检部位的体厚、病理因素、有无石膏绷带、选择的胶片类型及冲洗方式等因素的变化而变化。其变化的情况，用增减曝光量的点数来表示。曝光量的点数变化按下面方法取得：被检体厚每增减1cm（胸部含气体每增减1.5cm），曝光量就增减大约25%的mAs，与其对应的对数点数是±1点；儿童（1岁～12岁）随年龄而增减的点数，是根据不同年龄所需要的曝光量点数于成人所需要的点数之差而异；

27. 所用增感屏的减少的点数是根据一般高速增感屏是中速增感屏增感率的2～3倍，对应减少的点数大约是6；所用X线胶片的增感点数，是根据超感度胶片的感度为高感度胶片的倍数而定；滤线栅所增加的曝光点数，是根据应用滤线栅曝光量倍数而推算出的。修正点数见表2-8。表中数据并不是一成不变的，临床使用是可根据实际情况适当调整。所用增感屏的减少的点数是根据一般高速增感屏是中速增感屏增感率的2～3倍，对应减少的点数大约是6；所用X线胶片的增感点数，是根据超感度胶片的感度为高感度胶片的倍数而定；滤线栅所增加的曝光点数，是根据应用滤线栅曝光量倍数而推算出的。修正点数见表2-8。表中数据并不是一成不变的，临床使用是可根据实际情况适当调整。

33. 修正点数

36. 3.X线摄影条件的计算 根据被检部位的标准体厚、用100cm的焦-片距、高感度胶片、中速增感屏类型、是否选用滤线器为基本条件，对于不同肢体位置，通过实验，得到符合X线诊断要求的摄影条件和对应的对数点数。被检部位基准点数加减是根据被检体的实际测量厚度、摄影时选用的滤线栅栅比、增感屏和胶片的种类、被检者的年龄、体质状况、摄影距离等条件用对数率法曝光条件表中的有关修正点数，便可得到实际测量的被检部位的摄影条件规范化点数及相对应的摄影条件。

37. 例：胸部正位X线摄影，测得体厚为24cm，焦-片距为200cm，不用滤线栅，用中速增感屏，高感度胶片，X线机为三相六脉冲整流方式，试求出摄影条件。例：胸部正位X线摄影，测得体厚为24cm，焦-片距为200cm，不用滤线栅，用中速增感屏，高感度胶片，X线机为三相六脉冲整流方式，试求出摄影条件。 • 解：查表2-9得心肺正位摄影条件的标准点数是25点。由于实际测量体厚是24cm，比标准体厚大3cm，因而需增加：3÷1.5=2点；焦-片距为200cm，由150cm增加至200cm，查表2-5需增加2.5点。总点数是25+2+2.5=29.5点。如果选择70kV为摄影的管电压，其对应的点数是13点，那么所需mAs的点数是29.5-13=16.5点。查表2-5得mAs为45。

38. 摄影条件的点数运算也可以转化为曝光倍数运算，点数与曝光倍数之间存在如下关系：点数每变化1、2、3、4、5、6、7、8、9、10点，曝光量变化1.25、1.6、2、2.5、3.2、4、5、6.3、8、10倍。在kV和mAs转换运算时很方便。例某胸部摄影，当管电压为70kV时，管电流量为20mAs，其他条件不变，当管电压升至81kV时，管电流量为多少mAs？观察表2-7得知管电压从70kV升至81kV时，曝光量变化3个点，即增加了1倍的曝光量，新的管电流量应为原数的一半，即20÷2=10（mAs）。摄影条件的点数运算也可以转化为曝光倍数运算，点数与曝光倍数之间存在如下关系：点数每变化1、2、3、4、5、6、7、8、9、10点，曝光量变化1.25、1.6、2、2.5、3.2、4、5、6.3、8、10倍。在kV和mAs转换运算时很方便。例某胸部摄影，当管电压为70kV时，管电流量为20mAs，其他条件不变，当管电压升至81kV时，管电流量为多少mAs？观察表2-7得知管电压从70kV升至81kV时，曝光量变化3个点，即增加了1倍的曝光量，新的管电流量应为原数的一半，即20÷2=10（mAs）。

39. 再举几个例子 • 1.kV和mAs的换算：原摄影条件为60 kV，10 mAs，当用70 kV摄影时，用？ mAs摄影时摄影效果不变？当用2.5 mAs摄影时，管电压应是多少？ • 2.体厚不同kV和mAs的的变化：胸部摄影，体厚为21cm时，摄影条件为70 kV，20mAs，当体厚为24cm时， 仍然用20mAs，管电压应是多少？

40. 3.使用不同增感屏时曝光条件的换算：某部位摄影，应用中速增感屏时，摄影条件为60kV，20mAs，换为高速增感屏时，管电压不变，毫安秒应是多少？已知高速增感屏的增感因数比中速增感屏大3个点。3.使用不同增感屏时曝光条件的换算：某部位摄影，应用中速增感屏时，摄影条件为60kV，20mAs，换为高速增感屏时，管电压不变，毫安秒应是多少？已知高速增感屏的增感因数比中速增感屏大3个点。 • 4.滤线器的使用：某胸部摄影，应用中速增感屏时，摄影条件为70kV，20mAs，当应用带有滤线器的胸片架时，毫安秒不变，管电压应为多少？已知该滤线器的曝光点数为5。

41. （四）自动曝光仪的应用 • 自动曝光控制这个概念出现于20世纪的20年代，至40年代随着自动负载设备的使用而逐步应用于胸部X线摄影，到50年代通用型X线摄影自动控制装置的出现而运用于全身各个体位。自动曝光控制是指在X线摄影时，将探测器放置于被检部位与屏-片组合之间，实时监测X线通过被检部位到达胶片的X线量，通过控制仪控制X线的曝光时间。

42. 根据探测器的种类，自动曝光控制装置分为电离室式和光电式。光电式自动装置所使用的探测器为平板荧光材料，X线使其产生荧光，荧光经反射后传输给光电管，转化为电信号。电离室控制器所使用的探测器为平行板电离室，X射线在电离室中电离气体，产生的电离电荷被收集放大而产生电信号。一般电离室设定左野、中野、右野三个照射野。在X线摄影中，对于不同的体位需要选择不同的照射野，同时合理选择电离室密度补偿值，保证整个照片的影像质量。根据探测器的种类，自动曝光控制装置分为电离室式和光电式。光电式自动装置所使用的探测器为平板荧光材料，X线使其产生荧光，荧光经反射后传输给光电管，转化为电信号。电离室控制器所使用的探测器为平行板电离室，X射线在电离室中电离气体，产生的电离电荷被收集放大而产生电信号。一般电离室设定左野、中野、右野三个照射野。在X线摄影中，对于不同的体位需要选择不同的照射野，同时合理选择电离室密度补偿值，保证整个照片的影像质量。

43. X-ray 负反馈 控制电路 控制电路 电流

44. 不同体位电离室摄影参考条件表

45. 具有自动曝光控制的X线机，操作简单，特别是与自动洗片机配套使用，可以保证照片的光学密度一致。X线影像质量不仅与mAs有关，还决定于曝光时的管电压。因此，使用自动曝光控制装置并根据不同体位及体厚的变化，选择合适的管电压，这样可以保证获得高质量的X线影像。具有自动曝光控制的X线机，操作简单，特别是与自动洗片机配套使用，可以保证照片的光学密度一致。X线影像质量不仅与mAs有关，还决定于曝光时的管电压。因此，使用自动曝光控制装置并根据不同体位及体厚的变化，选择合适的管电压，这样可以保证获得高质量的X线影像。

46. Thank you!